百年清华

高滨:当梦想安放于一枚小小的芯片

2022-08-02 | 高滨 | 来源 《光明日报》2022年08月02日 |

作者高滨,系80后青年,清华大学集成电路学院副教授。2008年本科毕业于北京大学物理系,2013年获得北京大学微电子学与固体电子学专业理学博士学位。2015年加入清华大学,现主要从事先进存储器和存算一体芯片的工艺与系统协同优化研究,在《自然》等国际期刊和会议发表论文100余篇,2020年获得国家青年人才项目支持。

没有那么多一蹴而就和一鸣惊人,也没有那么多风口上飞起的猪。任凭社会上炒得再火,身处其中的我们深知,研究芯片,是一场漫长的跋涉。

你身边会有各种诱惑,一些短平快的研究在迅速投产变现,看上去光鲜的短线成果会撩拨着你的心,考验着你的科研定力;你会遇到重重困难,外国先进技术不可能给你借鉴,尚未发现的新技术高峰也不可能让你轻而易举攀登,它们在苦其心志,劳其筋骨,检验着你的科研持久力。

路不好走,却意义非凡,它是当前全球高科技领域较量的重要战场。

2015年,我来到清华大学工作,带着之前8年学习集成电路的基础,一头扎进芯片研究前沿。当时主流的存储器,有的传输速度快,有的储存时间久、不怕断电造成数据流失,可鲜有能够兼具多种优点的存储器。

一个大胆的想法:研究设计阻变存储器,已在我的研究中酝酿了几年时间。在我的规划中,它不只具备那些优点,还能解决当时挡在业界发展路上的难关——存储与计算分离的问题。

中央处理器(CPU)的计算速度再快,也受限于内存读数。好比开车从CPU这个工作单位去往存储器这个,再快的车也得堵在路上。于是,实现阻变存储器的存算一体”“存内计算成为我的又一个目标。

每一步突破,都何其艰难!芯片器件里面的原子需要精确调控,集成电路领域里很多旧经验和新知识需要重新组合、融会贯通,而且我在无数次试验中发现,存储器的可靠性还与器件的温度相关,一些重要功能在正常室温下无法调处合适状态,需要高温。

还是那句话,芯片研究是一件久久为功的事情。灵感和突破口,有时前方找不到,却能在日积月累的研究学习中获得。读博期间,我对存储器可靠性的研究为我后来最终找到解决方案提供了依据。

根据那时的成果,我新设计了一种起点结构,增添了热导率低的材料,用我的方式给芯片器件盖上了一层厚被子

芯片都是要想办法把热散出去的,你怎么反其道而行之?一开始,同行们都不解。直到我设计的阻变存储器成功问世,研究出全世界范围内独具特色的芯片器件技术,他们才品读出其中的奥秘。

如今,我与团队已与很多技术公司开展合作,我们研发的芯片技术运用到很多领域。令我更为欣慰的,是我的研究成果、发表的论文,已被引用1万多次,供更多的研究者参考。要知道,芯片的产业链条很长,需要方方面面的人一起积累、共同进步,能为研究芯片的人提供我的智慧力量,这便是我的价值所在。

我习惯于踏实工作、埋头研究,偶然回头时才发现,从2007年大学时第一次接触芯片至今,我竟已在芯片研究的路上走了15年。可以说,我手中研究的那一个个微小的芯片器件,盛放了我最美好的青春年华。

慢慢地我领悟到,不是芯片研究需要我,而是我离不开芯片研究。当人们问起我为什么选择做一名芯青年时,我可以毫不犹豫地回答——

国家需要,我也需要。

(记者彭景晖采访整理)


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